数码相机颜色还原性能及宽容度测试

    图像质量的提高、应用环境的完善、保存和传输的便捷、工作流程的简化,使得数码相机作为一种图像输入工具,很快应用到了各个领域,当然包括出版印刷领域。数码相机图像的品质还是不能和传统胶片的图像品质相比,它在性能上还存在一些缺陷。例如在成像时数码相机的色彩还原能力和宽容度都会直接影响获得图像的质量,对图像的色彩和细节表现有着至关重要的影响。笔者从数码相机还原色彩能力和相机宽容度这两方面出发评价相机的性能,了解数码相机的缺陷,使相机得到有效地利用,从而捕捉更优质的图像。

    笔者使用一款Nikon D700全画幅数码单反相机进行相机测试,它采用了CMOS影像传感器,具有1210万有效像素和3.0英寸92万像素液晶屏,连拍速度为5张/秒,最快可以达到8张/秒。

    1 相机颜色还原度评测

    希望通过拍摄colorchecker色卡,对其中可见光波段的8个主色块:红(780~620 nm)、橙(620~590nm)、黄(590~560 nm)、黄绿(560~530 nm)、绿(530~500 nm)、青(500~470 nm)、蓝(470~430 nm)、紫(430~380 nm)(色卡编号为15,7,16,11,14,18,13,10号色块)进行数据分析,找到相机还原颜色时存在的缺陷。

    评价相机的还原色彩缺陷时所使用的数据必须是正确拍摄获得,尽量排除其他环境因素的干扰,所以首先要做的是获得相机有效的颜色数据。

    1.1 源图像拍摄

    为了获得有效的颜色数据,在颜色图片的拍摄过程中,周围环境和数码相机本身设置是至关重要的。目标物体表面随时间变化受到的光辐射量不同,或颜色样品在不同空间位置所受光辐射量的不同,必然会使颜色产生的数码相机RGB信号也有所变化,所以在评价相机还原颜色缺陷时,环境光源必须满足稳定、充足、均匀3个条件。

    另外由于相机内部凸透镜的光学作用,cmos中央部位接受到的光辐射能量最强,并沿着半径方向递减,所以,在拍摄时尽量将颜色样品放置在数码相机视场的中央区域,并在后续图片数据处理中需要寻找合适方法进行均匀性校正。为了能够重现标靶的灰度级别,需控制到达cmos的光辐射能量,使相机的RGB信号能够处于一个合理的数值区间。

    采用Raw格式[1]存储照片,在后期软件中设置白平衡。为了保证每次对实验样本拍摄时各项条件和设置的统一,需要在暗室中严格按照如下既定相片拍摄步骤:

    l)布置拍摄场景,使得实验样本垂直放置在画架中央,2个光源成45b角,与标靶距离为1.8 m。调节支架的平衡和各部位的旋钮,从而保证数码相机镜头的光轴与斜台表面平行,即与地面成90b角。